Вчені виявили, що четверта частина клітин-попередників у яєчку «вбита» фагоцитами, незважаючи на те, що ці клітини не роблять нічого «поганого».
Дослідження Хайфського університету виявили клітини-вбивці.
Процес, який передбачає «вбивство» живих новостворених клітин, був вперше виявлений під час останніх досліджень, проведених в Хайфському університеті. Дослідження, яке було описано в поважному журналі Наука розвивається, виявив, що протягом усього процесу клітинної диференціації плодових мушок фагоцитарні клітини споживають і знищують здорові живі клітини.
«Ми виявили, що фагоцити можуть виконувати функції «вбивць». Добре відомо, що фагоцитарні клітини ковтають і розчиняють мертві клітини, але ми вперше показуємо, що вони також вбивають новостворені нормальні клітини. По суті, ми охарактеризували новий механізм загибелі клітин. Чим більше ми знаємо механізми загибелі клітин, тим краще ми розуміємо, як справлятися з різними захворюваннями, зокрема раком», – пояснила професор Хілла Толедано, керівник кафедри біології людини Хайфського університету та автор дослідження.
Походження деяких тканин тіла, включаючи шкіру, волосся, шлунок і яєчка, можна простежити до стовбурових клітин. Постійно постачаючи нові клітини замість старих, ці потужні стовбурові клітини забезпечують поповнення тканин. Кожна стовбурова клітина в цьому процесі розпадається на дві клітини, одна з яких зберігається для використання в майбутньому, а інша розвивається, щоб зайняти місце втраченої клітини в тканині.
У поточному дослідженні професор Толедано, професор Есте Курант і група вчених з Хайфського університету досліджували статеві клітини плодових мушок. Оскільки багато молекулярних процесів у плодових мушок і людей подібні, їх можна використовувати як ефективну модель у цій ситуації.
Дослідження плодових мушок є корисними завдяки здатності контролювати процеси в живих тканинах і простоті генетичної зміни, що дозволяє точно ідентифікувати клітинні процеси. Протягом багатьох років шість Нобелівських премій було присуджено вченим, які відкрили біологічні механізми плодових мушок, які збереглися в організмі людини.
Як згадувалося раніше, поділ стовбурової клітини на дві клітини — стовбурову клітину та клітину-попередницю — починає процес диференціації сперматозоїдів у самців плодових мушок. Цей процес триває до тих пір, поки не утворюються функціональні сперматозоїди. З попередніх досліджень дослідники вже знали, що одна чверть цих клітин-попередників гине і не перетворюється на сперматозоїди. Метою цього дослідження було краще зрозуміти, що відбувається з цими клітинами.
Організм має добре налагоджений і важливий механізм, який називається загибеллю клітин. За звичайних обставин клітини мають здатність «вчиняти самогубство», коли сталася серйозна мутація або після того, як вони відслужили своє призначення. Фагоцити приходять, щоб «з’їсти» гинуть клітини, ефективно забираючи їх вміст і розчиняючи його. Відомо, що фагоцити іноді «з'їдають» клітини імунної системи, які закінчили свою роботу по захисту організму від зловмисників.
У поточному дослідженні дослідники виявили, що фагоцити «вбивають» чверть клітин-попередників у яєчках, хоча ці клітини не роблять нічого «поганого» і просто знаходяться в процесі диференціювання; це все ще нові клітини, і вони не є аномальними в усіх відношеннях.
На першому етапі дослідники запобігли поїданню фагоцитів і не виявили мертвих клітин у тканині. Іншими словами, фагоцити відповідають за загибель клітин-попередників.
На другому етапі дослідники використовували візуалізацію в режимі реального часу для моніторингу живих тканин і виявили, що клітини-попередники поглинаються фагоцитом живими, і лише після цього починається процес смерті. «Ми вперше виявили процес «вбивства» абсолютно нормальних клітин. Ми досі не знаємо, чому це відбувається. Можливо, цей процес спрямований на забезпечення поживними речовинами для підтримки функціональної популяції стовбурових клітин протягом усього життя організму», – припустив професор Толедано.
На додаток до розуміння нового механізму, це дослідження може сприяти нашій здатності розробляти ліки та засоби для контролю загибелі клітин, і особливо, звичайно, для лікування раку. «Пухлини характеризуються постійним ростом і порушенням процесу природної смерті клітин. Якщо нам вдасться впровадити в цей процес фагоцити, які здатні знищувати живі ракові клітини, ми зможемо контролювати ріст пухлини. Чим більше ми дізнаємося про механізми загибелі клітин, тим краще ми можемо використовувати ці процеси, щоб позбутися ракових клітин», – підсумував професор Толедано.
Довідка: «Клітини фагоцитарної цисти в яєчках дрозофіли елімінують попередників зародкових клітин шляхом фагоптозу» Мааян Зохар-Фукс, Ая Бен-Хамо-Арад, Тал Арад, Марина Волін, Борис Шкляр, Кетті Хакім-Мішнаєвскі, Лілах Порат-Куперштейн, Есте Курант і Хіла Толедано, 17 червня 2022 р. Наукові досягнення.
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937
